天体物理学家取得了一项重大突破，他们捕捉到了附近74颗恒星周围的外行星带图像。利用ALMA和SMA望远镜，他们确定了这些星带中毫米大小的鹅卵石，为了解它们的结构和演化提供了前所未有的视角。 这些发现表明，外彗星及其星带在行星系的形成过程中起着至关重要的作用，并提供了有关隐藏行星的线索。
科学家们对 74 颗恒星周围的外行星带进行了成像，发现了揭示行星形成的微小鹅卵石。 研究表明，星带结构差异很大，暗示着隐藏的行星正在形成。 图片来源：都柏林圣三一学院卢卡-马特拉教授。
都柏林圣三一学院的天体物理学家首次捕捉到了大量围绕附近恒星的外行星带图像，以及其中的微小鹅卵石。 这些高分辨率图像显示了围绕附近74颗恒星运行的毫米大小的鹅卵石发出的光。 研究中的恒星代表了广泛的年龄范围，从仍在形成中的年轻系统到类似于太阳系的更成熟的系统。
这项名为 REASONS（REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars）的研究是了解外行星带的一项重大突破。 详细的图像和分析为了解这些鹅卵石的位置及其形成的外行星提供了重要信息，揭示了它们通常在数十到数百个天文单位（AU）的距离内围绕其宿主恒星运行，其中1AU是地球与太阳之间的距离。
本研究中拍摄到的 30 个外行星带，显示了这些行星带的极端变化。 资料来源：都柏林圣三一学院卢卡-马特拉教授。
这些地区非常寒冷（-250 到-150 摄氏度），包括水在内的大多数化合物都在这些外行星上冻结成冰。 因此，天体物理学家正在观测的是行星系冰库的位置。 REASONS是第一个为74个系外行星系统的大样本揭示这些冰带结构的计划。
阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）是位于智利北部阿塔卡马沙漠的一个由 66 台射电望远镜组成的阵列，而亚毫米波阵列（SMA）则是位于夏威夷的一个类似的八元素阵列。 两者都观测毫米和亚毫米波长的电磁辐射。 这项研究利用这两种波长来制作图像，提供了比以往任何时候都更多的关于外行星群的信息。
这项研究中拍摄的全部 74 个外行星带。 资料来源：都柏林圣三一学院卢卡-马特拉教授
"外行星是由岩石和冰组成的巨石，大小至少有1千米，它们在这些星带上撞击在一起，产生了我们用ALMA和SMA望远镜阵列观测到的鹅卵石。" 三一学院物理系副教授、研究文章的资深作者Luca Matrà说："至少有20%的行星系（包括我们自己的太阳系）存在外行星带，该研究文章刚刚发表在国际权威期刊《天文学与天体物理学》上。"
这项研究的共同作者、埃克塞特大学皇家学会大学研究员塞巴斯蒂安-马里诺（Sebastián Marino）博士补充说："这些图像揭示了星带结构的显著多样性。 有些是窄环，就像我们太阳系的埃奇沃斯-柯伊伯带那样的'带'的典型图片。 但更多的环是宽的，用'盘'而不是环来形容可能更好一些。"
有些系统有多个环/盘，其中有些是偏心的，这就证明存在着尚未探测到的行星，它们的引力影响着这些系统中卵石的分布。
Matrà教授解释说："像REASONS这样的大型研究的力量在于揭示整个群体的特性和趋势。例如，它证实了随着较大的外行星撞击在一起，较老的行星系统中的卵石数量会减少，但它首次表明，如果星带更靠近中心恒星，卵石的减少速度会更快。 研究还通过星带的垂直厚度间接表明，这些星带中可能存在大至140千米、小至月球大小的不可观测物体。"
哈佛大学天体物理中心高级天体物理学家大卫-威尔纳（David Wilner）博士强调说："这项工作中使用的像 ALMA 和 SMA 这样的阵列是非凡的工具，它们不断为我们提供有关宇宙及其运作的令人难以置信的新见解。 REASONS巡天需要一个庞大的群体的努力，它具有惊人的遗产价值，为未来的研究提供了多种潜在的途径。例如，REASONS数据集的星带和行星系统属性将有助于研究这些星带的诞生和演化，以及从JWST到下一代极大型望远镜和ALMA即将开展的ARKS大型计划的波长范围内的后续观测，从而进一步放大这些星带的细节。"
编译自/ScitechDaily